viernes, 29 de junio de 2012

INVESTIGAN EL CULTIVO DE MICROALGAS COMO ALTERNATIVA PARA CAPTURAR CO2

El Grupo de Investigación de Tecnologías Avanzadas Aplicadas al Desarrollo Rural Sostenible (Tadrus) de la Universidad de Valladolid, ubicado en la Escuela de Ingenierías Agrarias de Palencia y coordinado por el profesor Luis Manuel Navas, trabaja en una línea relacionada con la intensificación del cultivo de microalgas bien para fines energéticos, como la producción de biocombustibles, para su empleo en piensos animales o para la industria de síntesis en general.

Uno de sus investigadores, Jorge Miñón, ha recibido recientemente el premio ¿Investigamos? del centro tecnológico Itragra por su proyecto fin de Master, centrado en la producción de biomasa algal para la captura de gases de efecto invernadero. Este innovador planteamiento, asegura el joven científico, puede suponer una alternativa interesante para las industrias que más emisiones realizan a la atmósfera, como las centrales térmicas de carbón, dado que además de gestionar las emisiones “de forma local y sostenible” podrían obtener un rendimiento económico. “Con el cultivo de microalgas se obtiene una biomasa que después puede utilizarse para otros fines como la producción de biodiesel o bioqueroseno, o la elaboración de piensos animales”, subraya.
El trabajo que ha planteado, que será el germen de su tesis doctoral, se centra en diseñar un modelo con tres ejes principales, un estudio de la viabilidad a nivel energético del cultivo de microalgas, a nivel de potencial captura de CO2 y a nivel de producción de biomasa.

Para ello, el investigador ensayará el cultivo de microalgas con los tres tipos de fotobiorreactores que existen hoy día, instrumentos “que permiten optimizar las condiciones de crecimiento de las plantas, como la temperatura o la radiación”. En concreto, empleará fotobiorrecatores de canales, la tipología más sencilla y la que se ha utilizado tradicionalmente en la industria farmacéutica y de pisficactorías; fotobiorreactores de recipentes o conducciones, cuyo objetivo es maximizar la superficie iluminada e incrementar el rendimiento; y los fotobiorreactores de medio poroso, “que tienen unas perspectivas de futuro grandísimas”.

Posteriormente, realizará el análisis para estas tres tecnologías a nivel energético, de producción de biomasa y de captura de CO2. Con los resultados, “se realizará una extrapolación a Castilla y León y se elaborará un mapa con el potencial de producción de biomasa algal de la comunidad por medio de sistemas de información geográfica (SIG)”.

Unas especies capaces de crecer en condiciones complicadas

Como explica Jorge Miñón, las microalgas son las especies vegetales que mayor eficacia fotosintética presentan, “de ahí el gran interés que están teniendo para la captura de CO2”. No obstante, este potencial depende de la especie, que puede ser más o menos apropiada por ejemplo para la producción de biocombustibles, en función de su contenido en aceite.

Otro aspecto relevante de las microalgas es que son especies “primitivas” que no se ven inhibidas por ambientes reductores, es decir, carentes de oxígeno. “En la atmósfera primitiva, cuando el ambiente era reductor, fueron las especies que poblaron la Tierra. Este es un punto positivo ya que si les inyectamos gases de efecto invernadero ricos en CO2, óxidos de nitrógeno u óxidos de azufre, no solo siguen creciendo, sino que son capaces de aumentar su rendimiento”, agrega.

El proyecto está siendo tutorizado por el profesor Salvador Hernández y será presentado en julio. No obstante, la beca de 4.000 euros que le ha otorgado el Itagra tiene una duración de un año. “Con ella estoy montando una pequeña planta piloto con los tres tipos de fotobiorreactores”, señala el investigador, quien avanza que ha terminado de montar el de medio poroso y que ya se encuentra inoculando una especie de alga edáfica (presente en el suelo) que ha obtenido en la zona de Palencia.

Miñón ya obtuvo una beca Prometeo de la Fundación General de la Universidad de Valladolid para patentar un secadero de biomasa algal que diseñó en su proyecto fin de carrera.
Fuente: Cristina G. Pedraz/DICYT

viernes, 22 de junio de 2012

EXPERIMENTAN UNA TÉCNICA DE CONGELAMIENTO PARA RESCATAR ESPECIES VEGETALES INFESTADAS CON VIRUS

Expertos del Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida (CERZOS), dependiente del Conicet y de la Universidad desarrollan una técnica de biotecnología para la conservación de especies de plantas, que a la vez puede “curar” ejemplares vegetales que padezcan algún tipo de virus. Los virus causan severos daños a la producción, ya que afectan su calidad y cantidad. Según indicó a Argentina Investiga el doctor en Agronomía Pablo Marinángeli, a partir del empleo de la técnica de crioconservación se podrían recuperar plantas sanas luego del congelamiento.

“Hay ejemplares, como es el caso del Lilium -conocido vulgarmente como lirio o azucena-, que son muy afectados por los virus y que no se pueden curar con agroquímicos”, explicó. La crioconservación es un proceso de congelamiento de la planta, a 196º C bajo cero, y se realiza sumergiendo en nitrógeno líquido porciones del ejemplar, antes cultivadas in vitro y preparadas para soportar el congelamiento y el descongelamiento. “Es una técnica que permite conservar plantas en forma indefinida, con un costo mínimo, para luego revivirlas y utilizarlas o preservar la diversidad genética de una especie”, recalcó Marinángeli.

A esas temperaturas, cualquier actividad biológica, incluso las reacciones bioquímicas que producirían la muerte de una célula, quedan efectivamente detenidas. “La técnica de la crioconservación además de usarse como herramienta para permitir conservar por tiempo indefinido ejemplares de especies vegetales en peligro o de interés para el hombre, se puede usar para erradicar virus de plantas que afectan su crecimiento y hasta pueden llegar a causar su muerte”, indicó el experto, docente del departamento de Agronomía.

En el caso del Lilium, el laboratorio de Biotecnología vegetal apunta a la producción comercial de bulbos para el mercado nacional de flor, actualmente abastecido sólo por bulbos importados. Tal como indicó, estos procesos pueden salvar especies por tiempo indefinido, porque su información genética se preserva. Además de esta especie, trabajan con cebolla y ajo.

El especialista agregó que diversas biotécnicas se aplican en especies que no se propagan por semillas. Por ejemplo, frutillas, banana, ajo, banana, manzana, pera, papa o batata, forestales y florales, para sanear y perpetuar las especies.

Biotecnología para evitar la extinción

La biotecnología es muy amplia y está presente en la vida cotidiana, en múltiples productos y procesos que le permiten sobrevivir al hombre y al resto de los organismos vivos. Es especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medioambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias ciencias.

Según Marinángeli, su aporte es muy importante para la conservación de los recursos genéticos. “Es imprescindible porque el mundo asiste al sexto evento de extinción masiva de los organismos vivos, incluidos los parientes silvestres de las plantas cultivadas y las variedades criollas. Y el ser humano dependerá, en el futuro, de estos recursos para su supervivencia”.

“La extinción masiva se da cuando la tasa de desaparición de especies es mayor a la aparición de nuevas, debido a una conjunción de efectos naturales y, en la actualidad, de la acción del hombre, especialmente por la gran cantidad de tierras usadas para el cultivo de pocas especies y la ganadería, en desmedro de los ejemplares silvestres y cultivos locales”, acotó.

“Si bien es preferible la conservación en el lugar de donde la especie crece naturalmente, en muchos casos esto no es posible o es necesario asegurar su conservación duplicada en bancos de semillas, colecciones cultivadas en el campo o in vitro, incluida la crioconservación”, destacó.

A resguardo

En todo el mundo hay bancos de patrimonio genético vegetal que conservan semillas o cultivos in vitro. Ello abarca cereales, oleaginosas, especies frutales, hortícolas, aromáticas y forrajeras. Por ejemplo, trigo, maíz, cebada, avena, soja, batata o poroto caña de azúcar. También especies frutales (cítricos, manzanos, perales, vid, ciruelos, almendro, nogales, duraznos), olivo, quínoa, maní, girasol, sorgo y algodón, entre muchas otras.
Fuente: INFOUNIVERSIDADES/DICYT 

lunes, 11 de junio de 2012

DISEÑAN UNA PLANTA PARA APROVECHAR AL 100% LA BIOMASA FORESTAL

La Universidad de Salamanca está realizando un proyecto para diseñar una planta que permita el aprovechamiento integral de la biomasa de origen forestal. La idea es que los residuos puedan transformarse, por una parte, en energía térmica o eléctrica, y por otra, en cenizas que se aprovechen como fertilizantes para la agricultura y como material de construcción para proporcionar mejores cualidades a los hormigones. De esta forma, se eliminarían todos los residuos forestales sin tener que mandar nada a vertederos.

La iniciativa se enmarca en el Programa de Prototipos Orientados al Mercado de la Universidad de Salamanca, dentro del Proyecto de Transferencia de Conocimiento (T-CUE) de la Junta de Castilla y León y está desarrollado por María Isabel Pérez Rodríguez, alumna de Ingeniería Química, apoyada por la investigadora María del Carmen Márquez.

“Queremos transformar la fracción orgánica en energía por un proceso de pirólisis, gasificación y combustión, mientras que de la parte inorgánica se pueden aprovechar las cenizas que se generan en el proceso de combustión para la fabricación de fertilizantes o de hormigones de construcción”, declara la profesora de la Facultad de Ciencias Químicas.
Hasta el momento, sólo en contados casos se está aprovechando la posibilidad de generar energía a partir de la biomasa, mientras que el aprovechamiento de la ceniza sólo tiene lugar en el campo experimental. En los laboratorios ya están comprobadas sus propiedades, pero el reto ahora es trasladarlas a productos reales y a escala industrial.

En la actualidad, las cenizas sólo son un residuo que acaba en vertederos. Sin embargo, la idea de María Isabel Pérez es usarla como aditivo en los cementos que se están utilizando actualmente, lo cual presentaría “una serie de ventajas añadidas en cuanto a propiedades de resistencia mecánica y mayor vida útil del material”.

Agricultura
 En el terreno de la agricultura, la ceniza “actúa como fertilizante natural en los suelos”. Además, al provenir de residuos forestales “se cierra el ciclo, porque vuelve a aportar al suelo parte de los minerales que se han extraído”, comentan las investigadoras.

Por todo ello, este proyecto no sólo es viable, sino que muy probablemente se convertirá en imprescindible dadas las políticas energéticas de la Unión Europea. Por una parte, exigirá producir determinados porcentajes de energía a través de energías renovables, lo cual hace casi necesario este tipo de soluciones que aprovechen un recurso como la biomasa al máximo. Por otra parte, las normas europeas iden reducir la cantidad de residuos biodegradables que van a vertedero y ésta es una alternativa interesante porque "partimos de unos residuos biodegradables y los vamos a transformar en productos útiles al 100% sin producir ningún residuo".

Materia prima
 La materia prima serían desechos inútiles, biomasa procedente de desbroces o cortafuegos. Por eso, sería necesario situar la planta en algún lugar en el que no se le esté dando uso a estos residuos y donde el transporte hacia la futura instalación resulte barato. De hecho, al final del proyecto se propondrá una ubicación final.

La planta tendrá unas cinco hectáreas, el tamaño adecuado para la capacidad de producción elegida. La parcela contaría con una zona de entrada y almacenamiento de la biomasa, donde se recibe, se pesa y se realizan las primeras operaciones, como el astillado. Sería necesario después un horno y turbinas y generadores de energía. Finalmente, el diseño prevé la separación de la ceniza mediante cámaras de precipitación electrostática.

Proceso de investigación 
Como en todos los proyectos, la idea de diseñar una instalación de tratamiento de la biomasa dio paso a un proceso de investigación. “Teníamos que documentarnos sobre lo que ya existe y saber si el proyecto tendría una posible aplicación”, comenta María Isabel Pérez. Realizar un estudio de mercado es fundamental para saber si hay clientes interesados tanto la energía como los aditivos para fertilizantes u hormigones.

Asimismo, es necesario otro estudio sobre el tamaño que debería tener la planta para tratar el volumen de residuos deseado. La ubicación es otro elemento esencial, porque debe estar en un lugar donde los residuos forestales sean abundantes y porque el volumen de estos influirá, precisamente, en el tamaño final de la planta.

Cuando estas cuestiones previas están definidas, hay que diseñar los equipos para realizar los distintos tratamientos y distribuirlos de forma eficiente en la parcela que se ha elegido.

Una evaluación económica que tenga en cuenta todos estos factores es imprencindible para ver si la construcción de la planta sería rentable.
FUENTE: José Pichel Andrés/DICYT

lunes, 4 de junio de 2012

LA SOSTENIBILIDAD DE LAS DEHESAS, UN CRITERIO PARA RECIBIR AYUDAS DE LA POLÍTICA AGRARIA COMÚN (PAC)

Las sucesivas reformas de la Política Agraria Común (PAC) han generado una desigual distribución de las ayudas que han ido en general hacia las explotaciones más intensivas en detrimento de aquellas con carácter más sostenible. Por ello, el objetivo de los investigadores de la Escuela de Ingenieras Agrarias de la UEx ha sido estudiar la sostenibilidad de los sistemas agroforestales españoles como criterio de condicionalidad para la obtención de subsidios en el marco de la PAC.
De acuerdo con las conclusiones del estudio, publicado en Ecological Economics, las explotaciones más diversificadas son las más sostenibles, y por ello, son las más idóneas para ser elegibles en un hipotético sistema de condicionalidad de las ayudas ligado a criterios de sostenibilidad.
En la actualidad, la condicionalidad de las ayudas de la PAC no hace referencia explícita a la sostenibilidad sino a los requisitos legales de gestión y las buenas condiciones agrarias y medioambientales que debe cumplir el agricultor para la percepción de los pagos directos.
La metodología que ha permitido medir la sostenibilidad se basa en tres pilares: económico, medioambiental y social. Los atributos asociados a los tres criterios de sostenibilidad fueron a su vez cinco: adaptabilidad del sistema; autogestión o la capacidad para regular y controlar sus interacciones con el exterior; equidad social o capacidad del sistema para distribuir de manera justa los beneficios y costes;  estabilidad y por último, productividad o rendimientos y ganancias.
Las explotaciones (ganaderas, agrarias y forestales) más diversificadas como la dehesa, son más sostenibles en función de los índices elaborados. Para los investigadores, estarían en la mejor posición. Los sistemas mixtos (vacuno-ovino-porcino) fueron los más rentables y sostenibles, presentan los indicadores económicos promedios más elevados, y también las mejores puntuaciones en cuanto a productividad, adaptabilidad, estabilidad y equidad.
Hacia la 'cultura de los ingresos'
Según Juan Agustín Franco, investigador de la UEx, el propósito de la investigación es también promover el cambio de  la 'cultura de la subvención'  a la 'cultura de los ingresos', de iniciativa económica, es decir, se trataría de retribuir un servicio que la dehesa está aportando a la sociedad.
La mayoría de los expertos consideran la dehesa como un bien público ambiental de interés general, que se debe proteger y apoyar desde las instituciones europeas. Así, el estudio enumera los múltiples beneficios de la dehesa, “contribuye al desarrollo rural, previene el abandono de tierras, impulsa la protección de ecosistemas naturales, promueve la  biodiversidad, contribuye a mejorar la gestión de recursos hídricos, mitiga el cambio climático por medio del control de los procesos erosivos, y permite la sostenibilidad del proceso productivo a largo plazo”.
La propuesta de reforma de la PAC, publicada por la Comisión Europea en octubre de 2011, fija como objetivo a partir de 2013, “una gestión sostenible de los recursos naturales al fomentar prácticas productivas que garanticen y mejoren el suministro de bienes públicos ambientales y ayuden a paliar el cambio climático”. La propuesta está siendo debatida en al actualidad en el seno de las instituciones comunitarias y se espera que la legislación resultante entre en vigor a partir del 1 de enero de 2014.
Fuente: Universidad de Extremadura

viernes, 1 de junio de 2012

EL TOMATE PODRÍA HABER SOBREVIVIDO A LAS GRANDES EXTINCIONES GRACIAS A LAS TRIPLICACIONES DE SU GENOMA

Una investigación internacional en la que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha completado la secuenciación del genoma del tomate (Solanum lycopersicum) y la de su pariente silvestre (S. pimpinellifolium). El trabajo, en el que han trabajado más de 300 científicos de 13 países, aparece hoy en la portada de la revista Nature.
El análisis del contenido genético del tomate indica que este sufrió varias triplicaciones consecutivas hace unos 60 millones de años. Según el investigador del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas Primo Yúfera (centro mixto del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia) Antonio Granell, que ha dirigido la parte española del trabajo, “este hecho fue el que podría haber salvado al tomate de la última gran extinción masiva” que acabó con el 75% de las especies del planeta, entre las que se incluyen los dinosaurios.
El ADN del tomate posee unos 35.000 genes que se expresan a lo largo de unos 900 millones de pares de bases. Entre sus diferentes cadenas de adenina, guanina, citosina y timina, el tomate presenta indicios de haber sufrido varias duplicaciones.
Según Granell, las duplicaciones del genoma “son un mecanismo para generar nuevas características”. El investigador del CSIC explica: “Si a partir de una tijera quieres crear una sierra, puedes alterar la tijera para que se parezca a una sierra, pero te quedarás sin la tijera; para evitar esta pérdida, lo que la naturaleza hace es duplicar la tijera y aplicar los cambios en una de las copias de forma que no pierdas la estructura original en caso de que dicho cambio no beneficie a la especie”.
Con el paso del tiempo, el contenido genético repetido y el que se ha quedado obsoleto a causa de las nuevas funciones se remodela poco a poco. En el caso del tomate, por ejemplo, algunos genes relacionados con su textura y su color son producto de este proceso de duplicación y especialización.
Pariente silvestre próximo
El origen del tomate comercial se remonta a unas pequeñas bayas que sólo crecían en algunas regiones de América del Sur. S. pimpinellifolium es el pariente vivo más cercano a este ancestro común. La secuenciación de esta especie ha revelado que solo existe una divergencia del 0,6% entre ambos genomas, lo que quiere decir que solo hay seis cambios por cada 1.000 nucleótidos, lo que indicaría que ambas especies se separaron hace 1,3 millones de años, aproximadamente.
El hallazgo de estas diferencias, junto al mayor nivel de detalle en la genética del tomate común, permitirá mejorar su producción y cultivo. Granell considera el tomate como “un cultivo estratégico para nuestro país, por lo que la secuencia de su genoma podrá ser utilizada por la comunidad científica para entender su formación y maduración, así como para mejorar la calidad del fruto y su respuesta y adaptación frente al estrés biótico y abiótico”.
El análisis en profundidad del genoma del tomate se recoge hoy en Nature; no obstante, versiones previas de la secuencia han estado disponibles desde hace más de un año en una página web de acceso público (http://solgenomics.net). El investigador del CSIC destaca la importancia de “difundir este tipo de avances lo antes posible, sobre todo cuando se trata de investigaciones públicas, de forma que se puedan devolver los beneficios a la sociedad cuanto antes”.
Dentro de este consorcio internacional de investigadores, la participación española se centró en la secuenciación del cromosoma 9 y en la introducción de nuevas tecnologías de secuenciación. El equipo de Granell también ha contado con la colaboración de investigadores del Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea La Mayora (centro mixto del CSIC y la Universidad de Málaga), el Centro Nacional de Análisis Genómico y las empresas Genome Bioinformatics y Sistemas Genómicos. Todo ello ha sido posible gracias a la ayuda del VII Programa Marco, la Fundación Genoma España, Cajamar, la Federación Española de Productores Exportadores de Frutas y Hortalizas, la Fundación Séneca, la Fundación Manrique de Lara, el Instituto Nacional de Bioinformática, el Instituto Canario de Investigaciones Agrarias y el Instituto de Investigación Agraria y Pesquera.

Shusei Sato et al. The tomato genome sequence provides insights into fleshy fruit evolution. Nature. DOI: 10.1038/nature1119